Gamma（γ）分析是剂量验证、剂量分布比较最重要的手段，由于不同剂量分布的坐标系定义/方向，基准点设置不一致，进行γ分析时往往要对待比较的剂量分布进行对齐，而目前常用的γ分析软件的对齐手段简单，在处理大照射野剂量分布时有显著错误，严重影响了剂量分析比较的准确性。二维剂量分布对齐的要求是在只进行平移、旋转等空间变换，从而达到两张剂量图上相应剂量点的空间位置一致。因为不同点之间的距离在对齐过程中必须是不变的，所以，本研究将对齐问题转化为刚性配准问题。本文采用基于归一化互相关的刚性配准方法，将治疗计划系统计算的剂量分布图与实际测量的剂量分布图进行配准，并输出配准后相应的平移量。选取36组计划系统和实测中心点一致的pinnacle³治疗计划系统设计的静态调强质量保证数据，其中，18组为小照射野，另18组为大照射野，使用PTW VeriSoft软件分别计算其在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm通过标准下γ通过率。对于小照射野，直接计算与VeriSoft对齐后和刚性配准后的不同标准γ通过率结果均基本相当，其中在3%/3 mm通过标准下，VeriSoft对准后和刚性配准后与直接计算的γ通过率平均差异分别为0.5%和0.3%。对于大照射野，与直接计算的γ通过率结果相比，18组病例在VeriSoft对齐后于3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm通过标准下的γ通过率平均差异分别为17.1%、23.3%和28.3%，均呈现较大差异。而刚性配准后与直接计算在3%/3 mm、3%/2 mm和2%/2 mm标准下γ通过率的平均差异分别为0.4%、1.1%和2.3%，平均差异均较小。刚性配准解决了VeriSoft在处理大照射野剂量分布时存在显著错误的问题，其可以作为放射治疗计划剂量验证时一种适用于不同照射野剂量分布对齐的方法。

激光三角光斑定位通常受到像点光斑偏态的影响，为提高激光三角位移传感器的测量精度和物面适应性，在分析激光三角光斑的偏态特征的基础上，针对偏态特性提出了一种基于互相关和非均匀有理B样条插值的光斑定位算法。对光斑信号采取时域和空域相结合的滤波处理方法，降低外部噪声干扰。引入邻域标定光斑进行互相关运算，充分利用光斑偏态分布的灰度和位置相似性约束，确定像素级相关系数分布。最后，对相关系数序列进行三次非均匀有理B样条插值细分，实现亚像素级光斑质心定位。在激光三角位移传感器中验证算法，实验结果表明：该算法通过结合互相关和非均匀有理B样条插值细分，将测量重复性误差降低至0.4 μm，精度相对于传统定位算法显著提高；同时，在互相关算法中采用的邻域标定光斑模板不仅容易获取，几何相似度更高，而且对不同物面特性的适应性更强。本文方法精度高、适应性强，为有效提升激光三角位移传感器的性能提供了新的技术路径。

为定量研究短周期高强度旅游活动对城市空气质量的影响，提出一种综合集合经验模态分解和去趋势互相关分析的模型 (EEMD-DCCA)，研究了2015年张家界市武陵源景区旅游人数的变化对大气NO₂浓度的影响。首先，通过EEMD方法，获得武陵源景区旅游人数与城市空气中NO₂浓度的高频分量；进一步，通过DCCA方法研究旅游人数高频分量和NO₂浓度之间的相关性。结果表明，两组旅游人数高频分量与NO₂浓度之间均呈正相关性，且具有长期持续性特征，这意味着短周期节假日旅游人数的剧增会持续影响未来一定时间尺度内大气NO₂浓度的变化趋势。在武陵源景区的研究表明所提的分析模型可以为定量评估旅游活动对自然景区空气质量的影响提供新的研究途径。

在基于双目视觉的三维轨迹测量中，双目同名点的高精度匹配是提高测量精度的关键。在狭长空间的近距离测量场景下，针对双目拍摄角度不同导致仅用形心法定位匹配的轨迹测量精度不高的问题，研制了一种形心匹配优化下的狭长空间近距离轨迹测量系统。首先，在仅用形心法对目标物体定位匹配的基础上利用极线约束投影进行双目形心的二次定位；其次，提出了一种基于距离和方法权重的灰度互相关方法进行双目形心的亚像素匹配；最后，通过卡尔曼滤波对于目标物体的三维重建运动轨迹进行滤波修正。实验结果表明：该轨迹测量系统通过对多方法组合优化，显著提高了狭长空间近距离条件下的轨迹测量精度，在128 mm的全量程测量范围内对纹理较好目标物体的平均轨迹长度测量误差为13.14 μm，测量精度约为0.01%，相比于仅用形心法定位匹配，轨迹长度测量精度提高了94.3%。